Antti Penttilä tutkii valon sirontaa avaruudessa
Yliopistotutkija ja planeettatähtitieteen dosentti Antti Penttilä Helsingin yliopistosta käyttää LUMIa tutkiakseen valon sirontaa avaruudessa.
”Projektini aihe on valon monisironta planetaarisissa regoliittipinnoissa ja etenkin kuussa (regoliitiksi kutsutaan ilmakehättömien aurinkokunnan kappaleiden kuten asteroidien ja kuiden pinnalla olevaa pölyä ja soraa). Haluamme keskittyä erityisesti polarisoituneen valon sirontaan ja hyödyntää korealaisen kuuluotaimen Danurin havaintoja.”
”Lähes kaikki meidän tietomme aurinkokuntamme kaukaisista kappaleista tulee siitä, kun havainnoimme niiden pinnasta heijastunutta auringonvaloa teleskoopeilla tai joskus myös alusten kameroilla avaruuslennoilla. Siksi onkin erityisen tärkeää ymmärtää, miten valo heijastuu ja imeytyy, eli siroaa, pinnoista, kun halutaan saada tietoa pinnan ominaisuuksista ja koostumuksesta.”
Projekti on jatkoa aikaisemmalle yhteistyölle
Antti Penttilä tekee yhteistyötä Coloradon Space Science Instituten tutkijan tohtori Gorden Videenin kanssa.
”Tunnen tohtori Videenin jo pidemmältä ajalta ja meillä on muutamia yhteisjulkaisuja, ja tämä projekti tarjosi hienon mahdollisuuden työskennellä yhdessä kuun polarisaatiodatan kanssa.”
Yhteistyö avaa pääsyn kiinnostavaan havaintoaineistoon ja näytteisiin.
”Tohtori Videenillä on tutkijan asema Danurin polarimetrisessä kamerassa, ja sitä kautta pääsy parhaillaan meneillään olevan kuumission havaintoaineistoon. Hän on myös valmistanut regoliittianalogianäytteitä, joita voimme sekä kuvailla että mitata täällä Helsingissä.”
LUMI poistaa mallinnuksen pullonkauloja
LUMIa käytetään erittäin raskaiden laskennallisten mallien laskemiseen regoliitista ja sen valonsirontaominaisuuksista.
”Nämä mallit vaativat Maxwellin yhtälöiden numeerista ratkaisemista tilanteissa, joissa likimääräiset säteilynkuljetukseen perustuvat mallit eivät riitä, tai vaativat ainakin varmentamista. Tällaiset numeeriset mallit ovat laskennallisesti erittäin raskaita ja tyypillisesti skaalautuvat useille prosessoreille vain, jos käytössä on myös nopea muistiyhteys prosessorien välillä. Tarvitaan siis LUMIn tapaista superkonetta. ”
LUMI-supertietokoneen käyttö mahdollistaa siis merkittävästi aikaisempaa suurempien mallien laskemisen.
”LUMIn suorituskyky mahdollistaa merkittävästi suurempien regoliittimallien laskemisen fysikaalisissa dimensioissa, mikä on perinteisesti ollut pullonkaula mallinnuksessa.”
Pihla Kauranen, Maari Alanko & Elisa Halonen
Kuva: Buzz Aldrinin ottama lähikuva saappaanjäljestä kuun regoliitissa Apollo 11 kuulennolla. (c) NASA.
Edistämme kansainvälistä tutkimusyhteistyötä
Tässä blogisarjassa syvennymme seitsemään kansainväliseen Suomi-Japani ja Suomi-Colorado tiedeyhteistyöprojektiin, jotka hyödyntävät LUMI-supertietokonetta vastatakseen huippuluokan tutkimusaiheisiin eri aloilla.
Liity seuraamme, kun haastattelemme projektien vetäjiä ja kuulemme, kuinka kukin yhteistyö syntyi ja miten he käyttävät LUMIa huippuluokan tutkimukseen!